Biomassza kazánok tervezési feladatai, feltételei. telei. HERZ Armatúra Hungária Kft. Páger Szabolcs

Átírás

1 Biomassza kazánok tervezési feladatai, feltételei telei HERZ Armatúra Hungária Kft. Páger Szabolcs

2

3

4 Mi is az a biomassza?

5

6 Fa alapú biomassza energetikai célú hasznosításának elınyei: Korszerő hulladékgazdálkodás Piaci szereplıktıl elıre beszerezhetı Főtési költség jól kalkulálható Nincs hálózatfejlesztés, nincs rendelkezésre állási díj Hazai tüzelıanyag, nincs import függıség Folyamatosan megújulás és utánnövés CO2 semleges, környezetbarát Munkalehetıséget teremt Olcsó energiaforrás

7

8 Milyen formában állnak rendelkezésre a fa alapú biomasszák?

9 A korszerő fatüzeléső készülékek ismérvei: 90 % feletti tüzeléstechnikai hatásfok Lambdaszondás égésvezérlés Automatikus égési levegı szabályozás Frekvenciaváltós füstgáz ventilátor Teljesítmény szabályozás Automatikus hıcserélı tisztítás Alacsony karbantartási igény Főtési kör, szolár, HMV stb vezérlésére alkalmas mely tovább bıvíthetı Alacsony káros anyag kibocsátás

10 Mire kell különösen ügyelni biomassza tüzelésnél? Puffertároló méretére és megfelelı kötésére Visszatérı hımérséklet emelésre Zárt rendszerre köthetı, tágulási tartály és biztonsági szerelvények Tüzelıanyagra, tárolására és behordására Kémény kialakítására Égési levegı biztosítására

11

12

13 A minimális puffer tároló térfogat meghatározása EN szabvány szerint VSP = 15 x TB x QN (1-0,3 x (QH/Qmin)) VSP a puffertároló térfogata literben QN névleges hıteljesítmény kw-ban TB leégési idıszak órában QH az épület főtési terhelése kw-ban Qmin legkisebb hıteljesítmény kw-ban

14 Puffer tároló javasolt mérete tapasztalati értékek alapján: Faelgázosító kazánok 100l/kW Faapríték és pellet kazánok 25 50l/kW A tároló a részterhelésre választható!

15

16

17 A tüzelıanyag kiválasztás szempontjai: Automatikus vagy kézi tüzelıanyag beszállítás Szükséges főtıteljesítmény Közelben beszerezhetı vagy rendelkezésre álló tüzelıanyag Rendelkezésre álló alapterület (tüzelıanyag és kazánház) Helyi adottságok (építészeti, géppark stb.) Gazdaságossági kérdések (pl. tüzelıanyag ára szállítással)

18 Egyes fa alapú tüzelıanyagok elınyei hátrányai Fahasáb Pellet Alacsony ár Közepes ár Könnyen beszerezhetı Ismert Nedvességtartalom magasabb részben automatizálható Könnyen szállítható Kis tüzelıanyag tároló Alacsony nedvességtartalom Magas főtıérték Jól automatizálható Faapríték Alacsony ár Szállítás teherautóval Nagyobb tüzelıanyag tároló Nedvességtartalom magasabb Jól automatizálható Ideális családi házakhoz ~40kW teljesítményig Ideális lakóházakhoz ~250kW teljesítményig Ideális ipari és közületi felhasználásra 150kW-2MW teljesítmény

19 Egyes fa alapú tüzelıanyagok jellemzıi: Fahasáb Nedvességtartalom légszáraz 25% Nedvességtartalom friss vágás 50% Hamutartalom 2..5% Főtıérték MJ/kg Térfogatsőrőség 450kg/m3 Pellet Nedvességtartalom 10%< Hamutartalom 1%< Főtıérték 18 18,5 MJ/kg Térfogatsőrőség 650kg/m3 Faapríték Nedvességtartalom 25% Hamutartalom 2 5% Főtıérték MJ/kg Térfogatsőrőség kg/m3

20 Egységnyi hıenergia elıállítási költsége: Fahasáb ~ 12500Ft/m3 ~27,7Ft/kg 12MJ/kg η= 90 96% 27,7Ft = 2,57Ft/MJ 12 0,9 Pellet ~ 50Ft/kg 18MJ/kg η= 90 96% 50Ft 18 0,9 = 3,08Ft/MJ Faapríték ~ 20Ft/kg 12MJ/kg η= 90 96% 20Ft = 1,85Ft/MJ 12 0,9 Hıszivattyú Függıleges szondával, geotarifával ~ 36Ft/kWh 10,0Ft/MJ COP ,0Ft 1 3,5 = 2,85 Ft/MJ Földgáz régi készülék ~ 114Ft/m3 33MJ/m3 η= 60 80% 114Ft 33 0,7 = 4,93Ft/MJ Földgáz kondenzációs készülék ~ 114Ft/m3 33MJ/m3 η= % 114Ft = 3,45 Ft/MJ 33 1,03 Villamos főtés ~ 44Ft/kWh 12,22Ft/MJ η= 100% 12,22Ft 1 1,0 = 12,22 Ft/MJ

21 Egységnyi hıenergia költsége tüzelıanyag oldalról: Faapríték 1,85 Ft/MJ Faelgázosító kazán fahasáb 2,57 Ft/MJ Hıszivattyú geotarifával 2,85 Ft/MJ Fapellet 3,08 Ft/MJ Kondenzációs gázkazán 3,45Ft/MJ Hagyományos gázkazán 4,93 Ft/MJ Villamos Főtés 12,22Ft/MJ

22 Tüzelıanyag beszállítási megoldások Automatikus tüzelıanyag beszállítás és üzemelés Kézi tüzelıanyag beszállítás

23 Faelgázosító kazánok Főtés félméteres hasábfákkal!

24

25 a puffertartály kiegyenlíti a hıtermelés és a hıfelhasználás közötti idıbeli eltérést növeli a komfortot ajánlott puffertérfogat: Ökölszám alapján 100l/kW részterhelésre is választható

26 Tüzelıanyag tárolása Tárolás Száradás (1-2 év) esı ellen védett száraz talajon (lehetıleg szellıztetve) jól szellızı helyen 26

27 Faelgázosítás folyamata Égési gázok oxidációja (700 C 1400 C) Hımérséklet [ C] Exoterm reakció (energia leadás) Szilárd széntartalmú részek gázosodása Beindul az égés Felszabaduló hıenergia A füstgáz hıtartalma Hasznosított hı Endoterm reakció (energia felvétel) Lángolási határ A termikus bomlás megindul Száradás A faelgázosítási folyamat Fenntartásához szükséges hıenergia A begyújtáshoz szükséges hıenergia

28 Biomassza égési folyamata Fázis Tüzelıanyag fajta Köztes tüzelıanyag Végtermék Fa, légszáraz Száradás ( C) Vízgız Gázosodás Égési fázis homogén oxidáció Kiégés heterogén oxidáció Fa, abszolút száraz Faszén + Primer levegı ( C) + Primer levegı (600 C) Éghetı gáz (CO, Gesamt-C, H 2 ) Éghetı gáz (CO) + Szekunder levegı ( C) + Szekunder levegı (800 C) Forró gáz Forró gáz Szilárd anyag égés Hamu Gáz utóégés R. Marutzky, K. Seeger; Energie aus Holz und anderer Biomasse, DRW-Verlag 1999 alapján

29 Gépészeti helyigény családi házas rendszereknél faelgázosító kazánhoz 1. Készülék mellett és feletti szükséges szabad területek beépítéshez, karbantartáshoz és üzemeltetéshez. 2. Puffertároló és HMV tárolóknak elegendı alapterület és belmagasság. 3. Fıalkatrészek beviteléhez elegendı hely az útvonal mentén (puffer tároló és kazán) 4. Égési levegı ellátáshoz 5cm2/kW szabad keresztmetszet de minimum 400cm2 5. Fatüzelésre alkalmas kémény (5-10Pa kéményhuzat igény) 6. Tüzelıanyag tároló optimális helye és kialakítása

30

31

32

33 Félméteres fahasáb tüzelése Elınyök Fordulatszám szabályozott primer és szekunder levegı befúvás Lambdaszondás égésvezérlés Égési levegı elımelegítés optimális égési levegı csatorna kialakítással Gyors és egyszerő begyújtás aprófa nélkül Nagy betöltıakna

34 Mi is az a biomassza? Biomassza: biológiai eredető szervesanyagtömeg, a szárazföldön és vízben található élı és nemrég elhalt szervezetek (növények, állatok, mikroorganizmusok) testtömege, biotechnológiai iparok termékei és az emberek, állatok, feldolgozó iparok összes biológiai eredető terméke, hulladéka, mellékterméke.

35 Mi is az a biomassza? Az elsıdleges biomassza a természetes vegetáció, szántóföldi növények, erdı, rét, legelı, kertészeti növények, vízben élı növények.

36 Mi is az a biomassza? A másodlagos biomassza az állatvilág, gazdasági haszonállatok összessége, továbbá az állattenyésztés fıtermékei, melléktermékei, hulladékai.

37 Mi is az a biomassza? A technika fejlıdése igényelte, ugyanakkor lehetıvé is tette a nagy energiasőrőségő energiaforrások alkalmazását a mindennapi élet minden területén. Ennek következménye a biomassza energetikai hasznosításának háttérbe szorulása, és a szénhidrogén-bázisú energiahasználat széleskörő térhódítása.

38 Mi is az a biomassza? A biomassza energetikai célú hasznosítása ısidık óta ismert és kihasznált lehetıség. A biomassza a legjelentısebb megújuló energiaforrásunk, az ember a történelme során ezt a megújuló energiaforrást használta a legnagyobb mértékben. Napjainkban újra egyre nagyobb arányban kerül felhasználásra a hıenergia-elıállítás terén.

39 Szilárd halmazállapotú biomassza

40 Pellet ÖNORM M7135, DINplus, Swisspellet Hazai energiahordozó Nincs importfüggıség CO2 semleges

41 Pellet tüzelıanyag és szállítása

42 Pellet tulajdonságai: ÖNORM M 7135 és DINplus pelletek: 6 mm-es átmérı, 8-30 mm hossz (max. 5xd) Főtıérték 4,9 kwh/kg (~18 MJ/kg) Térfogatsőrősége 650 kg/m³; anyag sőrősége 1,12 kg/dm³ Víztartalma kevesebb mint 10% Hamutartalom kevesebb mint 0,5% Elınyök: Hazai tüzelıanyag folyékony fa jól adagolható, jól gázosodik CO 2 semleges

43 Tüzelıanyag szükséglet becslése Közelítı számítás: Főtıteljesítmény [kw] x 0,7 = ~ tüzelıanyag szükséglet [m 3 /szezon] Példa.: 15 [kw] x 0,7 ~ 10,5 [m 3 /szezon] Felhasznált irodalom: Der Zentralheizungsbauer, Brünner

44 Tüzelıanyag szükséglet becslése Pontosabban: (Főtıteljesítmény [kw] x 1,5 x 3700 (HGT)) / (3,6 xηrendszer) = Energia szükséglet [kwh / szezon] Energia szükséglet / (4,9 x 650) = Tüzelıanyag szükséglet [m 3 /szezon] Példa: (15 x 1,5 x 3700) / (3,6 x 0,85) = kwh Éves energia szükséglet / (3,6 x 650) = [m 3 /szezon] / (4,9 x 650) = 8,5 [m 3 /szezon] Felhasznált irodalom: Der Zentralheizungsbauer, Brünner

45 A helyes tároló kialakítása Födém/ falazat F90 Száraz Nincs benne lámpa Gumilemez a betároláshoz Megközelíthetı a tároló belseje

46 A tároló kialakítása csigás kiszállításhoz Einblasstutzen Absaugstutzen ~200 mm PELLETS 650 kg/m³ min. 50 mm 45 glatte Oberfläche (ideal: Laminatboden) Rutschschräge Austragung min. 250 mm max. 300 mm Unterkonstruktion

47 Pellet szállítás Visszatérı hımérséklet emelés HERZ- Teplomix szerelvénnyel 7766

48

49 Biztonságos tüzelıanyag-szállítás egyedi rendszerek révén

50

51 20 kw-os pelletkazán flexibilis csigával

52

53

54 ÖNORM 7135 szerinti faapríték: G30(50), W30 G30 finom apríték: maximum 3 (5) cm2 keresztmetszet maximum 8,5 (12) cm hosszúság W30: Maximum 30%nedvességtartalom

55 Faapríték tulajdonságai: ÖNORM M 7135 szerinti faapríték: G30/G50 szemcseméret W30 30% nedvességtartalom Főtıérték 3,9 kwh/kg (~14 MJ/kg) Térfogatsőrősége kg/m³ Elınyök: Hazai tüzelıanyag Javarészt hulladékból készül CO 2 semleges 55

56

57

58

59

60

61

62 Kiszállítás kétsoros tolórúddal és keresztirányúszállítócsigával

63 Hatékony tároló feltöltés

64

65

66

67 Kazánház és tüzelıanyag tároló Megfelelı hely álljon rendelkezésre, kazánház és tüzelıanyag tárolónak, puffer tárolónak (alapterület, belmagasság, terepviszonyok) Tüzelıanyag tároló megközelíthetısége, feltölthetısége Tüzelıanyag tároló mérete fedezze az igényelt komfortot Megfelelı kémény kiválasztására, elhelyezésére Égéshez szükséges levegı biztosítására

68 Építész rajz, mint kiindulási alap, alaprajz és metszet

69 Az elkészült elrendezési terv

70 Elrendezési terv Szaggatott vonallal jelölve a minimális helyigény

71

72

73

74 Hol alkalmazható a biomassza tüzelés Családi házak Társasházak Intézmények Ipari létesítmények Távhı ellátás Földgázzal ellátatlan területek És ahol fahulladék keletkezik Pályázati- és harmadik fél általi finanszírozási lehetıségek!

75 Mire kell különösen ügyelni? Puffertároló mérete és kötése Visszatérı hımérséklet emelés Zárt rendszerre köthetı Tüzelıanyagra, tárolására és behordására Kémény kialakítása

76 Köszönjük figyelmüket!